CNC-Bearbeitung vs. Spritzguss:Welches Verfahren ist das richtige für Kunststoffteile?

Wenn Produktteams eine große Anzahl kostengünstig produzierter Kunststoffteile benötigen, werden sie wahrscheinlich überlegen, ob Spritzguss eine praktikable Option ist. Spritzgusswerkzeuge erfordern eine beträchtliche Anfangsinvestition, aber die Haltbarkeit und Lebensdauer der Formen können die Produktionskosten pro Einheit drastisch senken.

Während das Spritzgießen zu den beliebtesten und zuverlässigsten Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen gehört, ist es für bestimmte Aufgaben möglicherweise nicht das ideale Verfahren. Glücklicherweise können Kunststoffkomponenten mit einer Reihe von Methoden hergestellt werden, einschließlich der CNC-Bearbeitung, einem Verfahren, das eine Reihe einzigartiger Vorteile bietet.

Bei der Entscheidung zwischen CNC-Bearbeitung und Spritzguss gibt es möglicherweise keine klare richtige oder falsche Wahl. Produktteams sollten die jeweiligen Vorteile und Einschränkungen jedes Prozesses anhand spezifischer Projektanforderungen wie Kosten, Design und technischen Anforderungen bewerten. So fangen Sie an.

Wichtige Überlegungen zur CNC-Bearbeitung im Vergleich zum Spritzguss

Das Kunststoffspritzgussverfahren umfasst das Erhitzen von Pellets aus thermoplastischem Harz, das Einspritzen des geschmolzenen Materials in eine gehärtete Stahlform durch eine Druckdüse, das Auswerfen des Teils nach dem Abkühlen und das Wiederholen.

Im Gegensatz dazu ist die CNC-Bearbeitung ein subtraktiver Prozess, der Schneidwerkzeuge und Hochgeschwindigkeitsrotation verwendet, um Teile zu erstellen, indem Material von einem größeren Werkstück entfernt wird. Da diese beiden Herstellungsmethoden sehr unterschiedliche Ansätze für die tatsächliche Formgebung des Teils verfolgen, bringt jede Option ihre eigenen Vorteile und Überlegungen mit sich.

Produktion läuft

Ein entscheidender Faktor ist die Größe des Produktionslaufs. Obwohl es Ausnahmen gibt, ist das Spritzgießen in der Regel nur wirtschaftlich machbar, wenn Teile in großen Stückzahlen hergestellt werden, da die dabei verwendeten Stahl- und Aluminiumformen je nach Komplexität des Designs unglaublich teuer und zeitaufwändig in der Herstellung sein können.

Die Haltbarkeit und Lebensdauer der Form ermöglichen die schnelle Herstellung von Tausenden bis Millionen von Teilen, was die Stückkosten von Kunststoff-Spritzgussteilen nach Fertigstellung der Werkzeuge drastisch reduziert. Eine Erhöhung des Produktionsvolumens wirkt sich nicht wesentlich auf die Stückkosten für bearbeitete Teile aus. Wenn also mit hohen Teilemengen zu rechnen ist, könnte das Spritzgießen eine Überlegung wert sein. Die maschinelle Bearbeitung ist pro Einheit viel teurer als das Spritzgießen von Kunststoff, aber ohne Berücksichtigung der Formwerkzeuge kann das Verfahren verwendet werden, um kleinere Mengen von Teilen in kürzerer Zeit herzustellen.

Gestaltung

Das Teiledesign bringt eine weitere Reihe von Überlegungen mit sich, die die Entscheidung eines Teams in die eine oder andere Richtung lenken können. Scharfe Innenecken zum Beispiel sind mit der CNC-Bearbeitung äußerst schwierig zu erreichen, es sei denn, es werden spezielle Problemumgehungen angewendet, während das Spritzgießen diese Designelemente im Allgemeinen nahtlos aufnehmen kann.

Wenn die Teams jedoch davon ausgehen, dass sich das Design eines Teils bald ändern oder aktualisieren könnte, könnte die maschinelle Bearbeitung die bessere Option sein, da die Kosten für das kundenspezifische Spritzgießen von Kunststoff Zehn- bis Hunderttausende von Dollar pro Form erreichen können. Darüber hinaus ermöglicht die CNC-Bearbeitung relativ einfache Designanpassungen und -änderungen, während Änderungen an Spritzgussdesigns im Allgemeinen kostspielig und zeitaufwändig sind.

Material

Auch das Teilematerial muss berücksichtigt werden, da jeder Prozess für unterschiedliche Materialarten geeignet ist. Während viele Thermoplaste, Duroplaste und flexible Materialien wie Gummi und Elastomere ideal für den Spritzguss geeignet sind, kann die CNC-Bearbeitung bei weicheren Materialien an Präzision verlieren. Andererseits können viele härtere Hochleistungskunststoffe nur zerspanend bearbeitet werden.

Toleranzen

Die Präzision und Toleranzen eines Teils sind ein weiterer Faktor. Toleranzen oder das Ausmaß akzeptabler physikalischer Abweichungen innerhalb brauchbarer Teile tragen dazu bei, dass Endverbraucherteile zusammenpassen und wie vorgesehen funktionieren. Spritzgussformen werden in der Regel mit Standardtoleranzen von 0,005 Zoll bearbeitet, während CNC-Bearbeitungswerkzeuge Werkstücke mit extrem präzisen Toleranzen von 0,001 Zoll schneiden können. Die Bearbeitung von Formen mit extrem engen Toleranzen wird jedoch schnell teuer, was die Kosten für das Kunststoffspritzgießen in die Höhe treibt, sodass in vielen Fällen die direkte Bearbeitung der Teile effizienter sein kann.

Oberflächenbeschaffenheit

Wenn es um die Oberflächenbeschaffenheit eines Teils geht, verwendet das Spritzgießen Auswerferstifte, um das gekühlte Teil gewaltsam zu entfernen, was leichte kosmetische Mängel auf der Oberfläche des Produkts hinterlassen kann. Für einige Anwendungen mag dies keine Rolle spielen, aber wenn Produktteams perfekt glatte Oberflächen benötigen, kann die CNC-Bearbeitung die ideale Wahl für Kunststoffteile sein.

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Spritzguss und CNC-Bearbeitung bieten Produktteams jeweils eine Reihe von Stärken und Fallstricken. Designvariationen sind in der Regel durch Spritzgießen wirtschaftlich schwer zu erreichen, wohingegen kundenspezifische CNC-Kunststoffteile schnell, in kleineren Stückzahlen und aus Spezialmaterialien hergestellt werden können.

Es ist erwähnenswert, dass in einigen Fällen die beiden Prozesse zusammen verwendet werden können. Wenn eine Teileanwendung eine Lagerkomponente enthält, die auch mit zusätzlichen oder alternativen Merkmalen angeboten werden muss (wie dies bei verbesserten Automobiloptionen der Fall sein kann), besteht eine Technik zur Minimierung der Werkzeugkosten darin, die Basisform zu bearbeiten und so viele davon herzustellen das Basisteil nach Bedarf, dann bearbeiten Sie die Form erneut, um die zusätzlichen Merkmale einzubeziehen. Die Nachbearbeitung der vorhandenen Form ist kostengünstiger als die Erstellung einer völlig neuen Form, und Formeinsätze können problemlos verwendet werden, um das Teiledesign nach Bedarf zu ändern.

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